專利名稱:消防頭盔的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種消防頭盔，包括頭盔本體，在頭盔本體內(nèi)由上向下依次設(shè)置有緩沖層、隔熱層和舒適層，所述隔熱層為相變材料袋，緩沖層與頭盔本體之間設(shè)有空氣層，在頭盔本體的下端安裝有帽箍。帽箍可在一定范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)，適合不同尺寸的頭型使用。本實用新型佩戴舒適、相變潛熱大、可反復(fù)使用等優(yōu)點，可以有效地緩解人體頭部在高溫環(huán)境下工作時產(chǎn)生的熱應(yīng)力，提高人體的舒適性。
【專利說明】
消防頭盔
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及職業(yè)安全與健康技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種火災(zāi)等高溫環(huán)境下的附含相變材料的消防頭盔。
【背景技術(shù)】
[0002]火場救援或者高溫室外作業(yè)時外界的高溫環(huán)境對消防人員和工作人員的人體舒適和人身安全具有一定的威脅性，目前我國消防隊員使用的消防頭盔能很好地保護頭部不受重物打擊以及能較好的防止頭部受到外部高溫環(huán)境的傷害，頭盔配有的面罩能在不影響消防員視線的情況下保護消防員的臉部，而防火材料制成的披肩則能保護消防人員的頸部不被燒傷。但是從舒適性和更好的頭部防護的角度來講，現(xiàn)在所使用的絕大多數(shù)消防頭盔在結(jié)構(gòu)和性能上都不夠完善，缺少必要的冷卻系統(tǒng)和舒適層。所以在消防頭盔上加入冷卻系統(tǒng)和舒適層以增加其熱舒適性的研究具有迫切性和很深遠的意義。
[0003]目前流行的在頭盔上用以實現(xiàn)頭部冷卻的技術(shù)有:使用吹風機或排氣口等空氣冷卻系統(tǒng)，還有一種就是利用熱電制冷器(需要電力供應(yīng))作為熱栗，消耗頭盔內(nèi)部的熱量以使頭部皮膚舒適。這些方法有結(jié)構(gòu)繁雜、質(zhì)量過大、使用不方便等缺點。另外，熱電冷卻系統(tǒng)容易導(dǎo)致頭部熱量流失過多，使頭部有過冷的感覺。
[0004]另外現(xiàn)在的消防頭盔缺少舒適層，不能及時吸濕排汗給頭部創(chuàng)造一個舒適的環(huán)境。
[0005]綜上所述，設(shè)計和開發(fā)一種新型相變消防頭盔是非常必要并且有意義的。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中描述的不足，本實用新型的目的是提供一種安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單、使用方面、舒適性和熱防護性能高的消防頭盔。
[0007]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0008]—種消防頭盔，包括頭盔本體，在頭盔本體內(nèi)由上向下依次設(shè)置有緩沖層、隔熱層和舒適層，所述隔熱層為相變材料袋，緩沖層與頭盔本體之間設(shè)有空氣層，在頭盔本體的下端安裝有帽箍。帽箍可在一定范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)，適合不同尺寸的頭型使用。
[0009]所述相變材料袋包括內(nèi)膽、外層和相變材料，相變材料分布在內(nèi)膽內(nèi)，外層將內(nèi)膽包裹，所述內(nèi)膽為緞紋織物，內(nèi)膽包括若干分割區(qū)；所述外層為防水透濕膜織物。緞紋織物可以初步保證粉末狀的相變材料不會泄露，設(shè)置的分割區(qū)確保相變材料在內(nèi)膽中均勻分布。防水透濕膜織物能夠保證相變材料能發(fā)揮作用并完全不泄露，相變材料袋通過外層安裝在頭盔本體內(nèi)。
[0010]所述相變材料的重量為260g-310g。
[0011 ]所述頭盔本體作為阻燃層，是由聚醚酰胺材料制作的頭盔本體，聚醚酰胺材料具有高強度、高耐穿透性、抗電擊、阻燃和耐熱等優(yōu)良的性能，可耐高溫260攝氏度，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.26(w/m2.°C)o
[0012]所述頭盔本體的厚度為3mm。
[0013]所述舒適層由聚酯超仿棉和汗布組成，聚酯超仿棉位于汗布下面。高溫環(huán)境下工作的消防人員的頭部產(chǎn)熱和排汗會多于平常，用舒適層替代我國當前使用的消防頭盔內(nèi)的一層舒適網(wǎng)能讓消防人員頭部產(chǎn)生的汗液能及時通過蒸發(fā)的方式散發(fā)出去，進一步增加頭盔舒適性。但是過量的吸濕，過快的放濕，將使體溫發(fā)散過快，身體皮膚表面也會有不適感。因此，外層使用材料要求吸水吸濕性小，而內(nèi)部舒適層要求吸水吸濕性大。實驗測得所采用的“舒適層”在前1分鐘的吸濕速率為0.0308g/min，放濕速率是:0.0151g/min。
[OOM]所述空氣層的厚度為2cm。
[0015]在頭盔本體上設(shè)置有面罩和披風。所述面罩為無色透明鏡片，能夠保護消防隊員的眼部及臉部免受傷害。所述披風由纖維織物制成，可自由拆卸，具有防水、防霉和阻燃性會K。
[0016]本實用新型的有益效果在于結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，通過相變材料的相變來吸收并儲存大量的來自頭部或外界的熱量，除了提高佩戴者的舒適性，以防止頭部過熱導(dǎo)致的不適感之外，還可以提高頭藍的熱防護性能:當外界溫度迅速上升時，相變材料袋能形成一個緩沖層對熱量進行緩沖，達到短時間保護頭部的效果。另外在頭盔上添加利用吸濕快干性能良好的聚酯超仿棉和汗布組成的舒適層，以將因高溫和身體活動導(dǎo)致的頭部出汗及時地散發(fā)出去，保證頭部的干爽舒適。本實用新型佩戴舒適、相變潛熱大、可反復(fù)使用等優(yōu)點，可以有效地緩解人體頭部在高溫環(huán)境下工作時產(chǎn)生的熱應(yīng)力，提高人體的舒適性。
【附圖說明】

[0017]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0018]圖2為本實用新型相變材料袋內(nèi)膽的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1-2所示，一種消防頭盔，包括頭盔本體I，在頭盔本體I內(nèi)由上向下依次設(shè)置有緩沖層2、隔熱層3和舒適層4。
[0020]所述隔熱層3為相變材料袋，所述相變材料袋包括內(nèi)膽、外層和相變材料，所述相變材料重量為260g-3 1g ο相變材料的相變溫度為35 0C左右，儲能容量為δ = 114kJ/kg。根據(jù)頭盔本體的厚度和導(dǎo)熱系數(shù)0.26w/m2.°C能計算出其熱阻為0.184(K/W)，根據(jù)頭盔本體I與緩沖層2之間的空氣層5的厚度2cm和導(dǎo)熱系數(shù)0.022w/m2.°C可計算出其熱阻為14.476(K/W)。作業(yè)時平均的外部溫度取60度時，可計算出外界向頭盔傳遞的功率為1.705Wο 一個普通大小的頭部產(chǎn)熱為13W，限定加載時間為一個小時時計算得出需要的相變材料為460g，故相變材料用量定為300g，因為頭盔本身重量已有980g，GA44-2004《消防頭盔》標準規(guī)定的消防頭盔的質(zhì)量不得超過1300g，又考慮到相變材料袋和舒適層的重量，最終相變材料的用量取300g。理論上在高溫環(huán)境中佩戴該頭盔能保持頭部處在舒適的熱環(huán)境中41分鐘的時間。
[0021]相變材料分布在內(nèi)膽內(nèi)，外層將內(nèi)膽包裹，所述內(nèi)膽為緞紋織物，內(nèi)膽包括若干分割區(qū);所述外層為防水透濕膜織物。緞紋織物可以初步保證粉末狀的相變材料不會泄露，設(shè)置的分割區(qū)確保相變材料在內(nèi)膽中均勻分布。防水透濕膜織物能夠保證相變材料能發(fā)揮作用并完全不泄露，相變材料袋通過外層安裝在頭盔本體內(nèi)。防水透濕膜織物可以阻隔外界高溫液態(tài)水的入侵，又能使人體的汗液順利排出，保持人體舒適性。
[0022]緩沖層2與頭盔本體I之間設(shè)有空氣層5，所述空氣層5的厚度為2cm。在頭盔本體I的下端安裝有帽箍6。帽箍可在一定范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)，適合不同尺寸的頭型使用。
[0023]所述頭盔本體I作為阻燃層，是由聚醚酰胺材料制作的頭盔本體，厚度為3mm。聚醚酰胺材料具有高強度、高耐穿透性、抗電擊、阻燃和耐熱等優(yōu)良的性能，可耐高溫260攝氏度，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.26(w/m2.V)。
[0024]所述舒適層4由聚酯超仿棉和汗布組成，聚酯超仿棉位于汗布下面。聚酯超仿棉和汗布這兩種面料形狀大小相同，對合一致后中間輯三道線固定后鎖邊。放置時聚酯超仿棉朝向人體頭部的一側(cè)。
[0025]高溫環(huán)境下工作的消防人員的頭部產(chǎn)熱和排汗會多于平常，用舒適層替代我國當前使用的消防頭盔內(nèi)的一層舒適網(wǎng)能讓消防人員頭部產(chǎn)生的汗液能及時通過蒸發(fā)的方式散發(fā)出去，進一步增加頭盔舒適性。但是過量的吸濕，過快的放濕，將使體溫發(fā)散過快，身體皮膚表面也會有不適感。因此，外層使用材料要求吸水吸濕性小，而內(nèi)部舒適層要求吸水吸濕性大。實驗測得所采用的“舒適層”在前10分鐘的吸濕速率為0.0308g/min，放濕速率是:0.0151g/mino
[0026]為更好的保護消防人員，在頭盔本體I上設(shè)置有面罩和披風。所述面罩為無色透明鏡片，能夠保護消防隊員的眼部及臉部免受傷害。所述披風由纖維織物制成，可自由拆卸，具有防水、防霉和阻燃性能。
【主權(quán)項】
1.一種消防頭盔，其特征在于:包括頭盔本體(1)，在頭盔本體(I)內(nèi)由上向下依次設(shè)置有緩沖層(2)、隔熱層(3)和舒適層(4)，所述隔熱層(3)為相變材料袋，緩沖層(2)與頭盔本體(I)之間設(shè)有空氣層(5)，在頭盔本體(I)的下端安裝有帽箍(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消防頭盔，其特征在于:所述相變材料袋包括內(nèi)膽、外層和相變材料，相變材料分布在內(nèi)膽內(nèi)，外層將內(nèi)膽包裹，所述內(nèi)膽為緞紋織物，內(nèi)膽包括若干分割區(qū);所述外層為防水透濕膜織物。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的消防頭盔，其特征在于:所述相變材料的重量為260g-310g。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消防頭盔，其特征在于:所述頭盔本體(I)作為阻燃層，是由聚醚酰胺材料制作的頭盔本體。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的消防頭盔，其特征在于:所述頭盔本體(I)的厚度為3mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消防頭盔，其特征在于:所述舒適層(4)由聚酯超仿棉和汗布組成，聚酯超仿棉位于汗布下面。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消防頭盔，其特征在于:所述空氣層(5)的厚度為2cm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消防頭盔，其特征在于:在頭盔本體(I)上設(shè)置有面罩和披風。
【文檔編號】A42B3/04GK205695938SQ201620246608
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】朱方龍, 馮倩倩, 信群, 陳萌, 李克兢, 劉讓同
【申請人】中原工學(xué)院